油田抽油杆损伤激光修复设备及工艺

本发明涉及激光熔覆，具体为油田抽油杆损伤激光修复设备及工艺。

背景技术：

1、目前，在通过激光熔覆修复抽油杆磨损、腐蚀的过程中，一般会将磨损部分进行表面预处理，包括清洁处理（除锈、除油污等）、抛磨处理，使该处粗糙度达到要求级别，选择合适的合金粉末装入储粉器中，采用激光设备进行熔覆，边送粉边激光加热，在损伤处即可形成一定厚度的修复层。但是，激光给热快，冷却也快，容易使激光修复层产生裂纹；且由于在激光熔覆修复前的抽油杆表面处理完成后，其表面的圆度会有所差别，使得抽油杆表面的修复熔覆厚度不均匀且难以调控。

2、因此，本领域技术人员提供了油田抽油杆损伤激光修复设备及工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：油田抽油杆损伤激光修复设备，其包括移动调控导轨一、激光熔覆头，所述移动调控导轨一上安装有移动座架，所述激光熔覆头可升降的安装在移动座架中部，所述移动座架左右两侧分别安装有降温机构和圆度监测机构，且所述圆度监测机构的右侧还设有预热机构。

2、进一步地，所述降温机构包括设置在移动座架上的移动调控导轨二，所述移动调控导轨二上安装有向下的移动吊板一，所述移动吊板一的右侧下端装配有套设在油杆外部的套筒一，且所述套筒一内壁设有滞留环槽，所述滞留环槽槽壁上设有磁条，且所述滞留环槽的下端槽腔连通有与抽气泵相连通的抽气管，且所述抽气管的进气管口还设有过滤柱网。

3、进一步地，所述滞留环槽槽腔环口还设有田字格网。

4、进一步地，所述移动吊板一的左侧下端安装有用于遮蔽套筒一左侧筒口的橡胶环盖。

5、进一步地，所述套筒一中设有温度传感器一。

6、进一步地，所述圆度监测机构包括设置在移动座架上的移动调控导轨三，所述移动调控导轨三上安装有向下的移动吊板二，所述移动吊板二的左侧下端装配有转动环座，所述转动环座上安装有圆度监测环，且所述圆度监测环包括有转动装配在转动环座上的圆环，所述圆环上设有指向其圆心的螺纹口，所述螺纹口中贯穿有圆度监测柱，且移动吊板二的左侧上端装配有用于调控圆环转动的皮带传动机构。

7、进一步地，所述螺纹口沿所述圆环外环面紧密排列设置，且所述圆度监测柱包括固位筒、固位柱，所述固位筒嵌入贯穿螺纹口螺纹啮合连接，所述固位柱嵌入固位筒螺纹啮合连接，且所述固位柱下端连接有监测弹簧，监测弹簧下端连接有与固位筒内壁滑动连接的滑柱，所述滑柱下端安装有滚珠，且所述固位筒外筒壁中嵌合有用于对监测弹簧形变量监测的位移监测带条，且所述固位柱上还设有记录其与竖向夹角的角度定位器。

8、进一步地，所述预热机构包括安装在移动吊板二右侧下端的套筒二，所述套筒二的筒内设有连接控制电源的电阻环。

9、进一步地，所述套筒二中设有温度传感器二。

10、油田抽油杆损伤激光修复工艺，包括以下步骤：

11、s1：测出待修复抽油杆标准轴线，并使得圆度监测环的圆心与标准轴线重合设置；

12、s2：启动预热机构，对局部待修复抽油杆加热和监测；

13、s3：对移动调控导轨一的前进移动速率、待修复抽油杆的转动速率以及激光熔覆头单位时间内送粉熔覆厚度进行设定；

14、s4：通过移动调控导轨三调整移动吊板二，使得滚柱的中心与激光熔覆头之间设有距离长度，并以此距离长度作为圆度监测机构对抽油杆轴向范围圆度的一次圆度监测，且一次圆度监测过程中的每个所述圆度监测柱等时间段独立读取记录监测弹簧的形变量，对每个圆度监测柱的形变量求取其对应的平均形变量；

15、s5：在大于零的平均形变量中选出最大平均形变量以及选定其对应的圆度监测柱，由皮带传动机构驱动圆环与待修复抽油杆同步转动、同时由移动调控导轨三驱动带动圆环与移动座架反向同步移动以及调控移动调控导轨一的前进移动速率减速，直至此圆度监测柱被调至圆环最顶端，再次复位移动调控导轨一的前进移动速率，调整激光熔覆头的熔覆螺旋轨迹为选定的圆度监测柱沿待修复抽油杆表面监测螺旋轨迹；

16、s6：重复s4-s5，直至完成修复。

17、与现有技术相比，本发明提供了油田抽油杆损伤激光修复设备及工艺，具备以下有益效果：

18、本发明中通过预热机构对待修复抽油杆进行预先局部加热，以达到降低温差，通过降温机构从左侧已修复抽油杆方向进行抽风，对激光熔覆头区域处的高温进行降温，同时有着一定温度的热风再次流经已修复抽油杆的表面，从而减缓已修复抽油杆熔覆区域的温度下降速率，减少裂纹或残余应力，避免修复层产生裂纹；

19、本发明中通过圆度监测环的设置，能够选择待修复抽油杆表面螺旋轨迹中较低圆度的监测螺旋轨迹作为激光熔覆头的熔覆轨迹，从而提高待修复抽油杆表面的熔覆厚度的均匀性，进而使得后续对已修复抽油杆表面的熔覆面的抛、磨工序更加便捷高效以及也有利于提高其加工工序的精度。

技术特征：

1.油田抽油杆损伤激光修复设备，其包括移动调控导轨一（1）、激光熔覆头（3），所述移动调控导轨一（1）上安装有移动座架（2），所述激光熔覆头（3）可升降的安装在移动座架（2）中部，其特征在于：所述移动座架（2）左右两侧分别安装有降温机构（4）和圆度监测机构（5），且所述圆度监测机构（5）的右侧还设有预热机构（6）。

2.根据权利要求1所述的油田抽油杆损伤激光修复设备，其特征在于，所述降温机构（4）包括设置在移动座架（2）上的移动调控导轨二（41），所述移动调控导轨二（41）上安装有向下的移动吊板一（42），所述移动吊板一（42）的右侧下端装配有套设在油杆外部的套筒一（43），且所述套筒一（43）内壁设有滞留环槽（431），所述滞留环槽（431）槽壁上设有磁条（433），且所述滞留环槽（431）的下端槽腔连通有与抽气泵（45）相连通的抽气管（44），且所述抽气管（44）的进气管口还设有过滤柱网。

3.根据权利要求2所述的油田抽油杆损伤激光修复设备，其特征在于，所述滞留环槽（431）槽腔环口还设有田字格网（432）。

4.根据权利要求2所述的油田抽油杆损伤激光修复设备，其特征在于，所述移动吊板一（42）的左侧下端安装有用于遮蔽套筒一（43）左侧筒口的橡胶环盖（46）。

5.根据权利要求4所述的油田抽油杆损伤激光修复设备，其特征在于，所述套筒一（43）中设有温度传感器一。

6.根据权利要求1所述的油田抽油杆损伤激光修复设备，其特征在于，所述圆度监测机构（5）包括设置在移动座架（2）上的移动调控导轨三（51），所述移动调控导轨三（51）上安装有向下的移动吊板二（52），所述移动吊板二（52）的左侧下端装配有转动环座（53），所述转动环座（53）上安装有圆度监测环（7），且所述圆度监测环（7）包括有转动装配在转动环座（53）上的圆环（71），所述圆环（71）上设有指向其圆心的螺纹口（711），所述螺纹口（711）中贯穿有圆度监测柱，且移动吊板二（52）的左侧上端装配有用于调控圆环（71）转动的皮带传动机构（54）。

7.根据权利要求6所述的油田抽油杆损伤激光修复设备，其特征在于，所述螺纹口（711）沿所述圆环（71）外环面紧密排列设置，且所述圆度监测柱包括固位筒（72）、固位柱（73），所述固位筒（72）嵌入贯穿螺纹口（711）螺纹啮合连接，所述固位柱（73）嵌入固位筒（72）螺纹啮合连接，且所述固位柱（73）下端连接有监测弹簧（74），监测弹簧（74）下端连接有与固位筒（72）内壁滑动连接的滑柱（75），所述滑柱（75）下端安装有滚珠（76），且所述固位筒（72）外筒壁中嵌合有用于对监测弹簧（74）形变量监测的位移监测带条（721），且所述固位柱（73）上还设有记录其与竖向夹角的角度定位器。

8.根据权利要求7所述的油田抽油杆损伤激光修复设备，其特征在于，所述预热机构（6）包括安装在移动吊板二（52）右侧下端的套筒二（62），所述套筒二（62）的筒内设有连接控制电源（61）的电阻环（63）。

9.根据权利要求8所述的油田抽油杆损伤激光修复设备，其特征在于，所述套筒二（62）中设有温度传感器二。

10.油田抽油杆损伤激光修复工艺，其采用如权利要求9所述的油田抽油杆损伤激光修复设备，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了油田抽油杆损伤激光修复设备及工艺，涉及激光熔覆技术领域，其包括移动调控导轨一、激光熔覆头，所述移动调控导轨一上安装有移动座架，所述激光熔覆头可升降的安装在移动座架中部，所述移动座架左右两侧分别安装有降温机构和圆度监测机构，且所述圆度监测机构的右侧还设有预热机构；本发明中通过圆度监测环的设置，能够选择待修复抽油杆表面螺旋轨迹中较低圆度的监测螺旋轨迹作为激光熔覆头的熔覆轨迹，从而提高待修复抽油杆表面的熔覆厚度的均匀性，进而使得后续对已修复抽油杆表面的熔覆面的抛、磨工序更加便捷高效以及也有利于提高其加工工序的精度。

技术研发人员：王勤英,西宇辰,张兴寿,宋宇辉,曾德智,董立谨,张进,胡少岩
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13